Элионные технологии, страница 2

Описание методаОтливка в форме стержня из сверхчистого поликристаллического кремния(см. рис. 13) прикрепляется одним концом к затравочному кристаллу с нужнойкристаллографической ориентацией. Область контакта стержня с кристалломзатравкой разогревается до плавления с помощью СВЧ-индуктораилиэлектронным лучом, после чего узкая зона расплава перемещается постержню к противоположному концу, оставляя за собой монокристаллическийкремний. Вследствие явления сегрегации примеси вместе с зоной расплава10перемещается и значительная доля примесных атомов. Перемещая зонурасплава по всему слитку несколько раз, можно добиться того, что большаячасть примесных атомов будет скапливаться вблизи торцов слитка.

Эти областиотрезаются и в результате получается монокристаллический слиток с малымсодержанием примесных атомов.7.2.2. Описание установкиДля защиты от атмосферных газов камера помещена в защитный кожух,куда подаются газы легирующих элементов (фосфин PH3 – для n-присадки,диборан B2H6 – для p-присадки) при давлении 300мбар. Индукционный нагревпроисходит на частоте 2 МГц. Скорость вращения кристалла - 13-16 об/мин,поступательная скорость - 1-2 мм/сек.Рис. 13. Схема установки по выращиванию монокристалла кремния методом бестигельнойзонной плавки118.

Механическая обработкаполупроводниковых материалов.Подготовка подложкиНадо отметить, что, хотя кремний и хрупкий, но он очень твердый, и дляразрезания получившегося монокристалла наиболее рационально использоватьпромышленный алмаз. Преобразование монокристалла в полированнуюподложку происходит в несколько этапов: механическая и химическая обработка,шлифование и полирование.8.1. Шлифовка слитков, получение базового срезаВыращенные кристаллы подвергаются первоначальной шлифовке (см. рис.14), выбирается направление (при помощи дифракционно-рентгеновскогоанализа), совпадающее с кристаллографическим направлением решетки, иделается самая большая плоскость, которая называется главной или базовой.

Онаслужит для позиционирования при автоматизированном процессе сборки.Рис. 14. Шлифовка поверхности слиткаРис. 15. Основные типы расположенияплоскостейДля некоторых 200- и 300-миллиметровых слитков делаются совсеммаленькие зарубки или срезы (см. рис.

16) для выравнивания при литографии.12Рис. 16. Плоская и линейная зарубкиПосле того, как была проведена шлифовка, слиток готов к следующейоперации, а именно, разрезанию.8.2. Резка слитков на пластиныРазрезание алмазной пилой на пластинки (см. рис. 17) определяет 4параметра подложки: ориентацию поверхности, толщину, изгиб от центра до краяподложки и варьирование толщины подложкиот одного края допротивоположного.Рис. 17. Схема разрезания слитка на пластиныРис.

18. Установка дляразрезания слитка8.3. Маркировка пластинМаркировка производится на установке лазерной маркировки для каждойпластинки (см. рис. 19).13Рис. 19. Маркировка полупроводниковых пластин8.4. Полировка пластинПолирование полупроводниковых пластин производят для удаленияприповерхностных структурно-дефектных слоев, образовавшихся при резке ишлифовании (см. рис. 22).Рис.

22. Схема полировки пластин8.5. Химическая обработка пластинДля уменьшения припуска на последующую окончательную обработкурабочей стороны, снятия остаточных механических напряжений от шлифовки исоздания зеркальной поверхности далее следует операция травление (см. рис. 23),которая полностью удаляет все оставшиеся поврежденные или загрязненныерегионы. При травлении используют фтороводородную, азотную и уксуснуюкислоты; щелочь с калием или гидроксидом натрия.3 Si + 4 HNO3 + 6 HF ® 3 H2SiF6 + 4 NO + 8 H2O14Рис. 23. Химическое травление пластин8.6.

Окончательная обработкаДля получения абсолютно гладкой, зеркальной, теоретически бездефектнойповерхности пластинки завершают химико-механическую обработку финишнойполировкой (см. рис. 25).Рис. 24. Толщина пластинки и неровность поверхности в зависимости от обработки15Рис. 25. Пластинки после финишной обработки8.7. Погрешности формыБезусловно, ничего и никогда невозможно изготовить точно – всегдасуществовали и будут существовать различные неровности, царапины и т.д.

Вобщем случае – погрешности формы; наиболее распространенные из нихизображены на рисунке 26.Рис. 26. Погрешности формы: a) волнистость, b) вогнутость, c) непараллельностьстенок, d) неплоскостность, e) суммарный допуск формы, f) отклонение формы, g) царапины,сколы169. ЗаключениеНесмотря на столь сложный и трудоемкий технологический процесспроизводства полупроводниковых монокристаллических кремниевых пластин,сегодня невозможно представить себе жизнь без различных приборов, в основекоторых лежат интегральные микросхемы и печатные платы, которые в своюочередь не могут существовать без полупроводниковой основы. И поэтомупроизводство полупроводниковых пластин налажено по всему техническиразвитому миру.1710. Список литературы1.

Физико-химические основы технологии электронных средств: учебноепособие / В. И. Смирнов. − Ульяновск: УлГТУ, 2005.− 112 с.2. Float-Zone and Czochralski Crystal Growth and Diagnostic Solar Cell Evaluationof a New Solar-Grade Feedstock Source, T.F. Ciszek, M.R. Page, T.H. Wang, andJ.A. Casey, 2002.3. Historical overview of silicon crystal pulling development, Dr. Welner Zulehner.4. http://www.jaxindustries.com/article_one.html5. http://www.siliconfareast.com/index.html6.

http://www.photonic-sense.com/our_capabilities_equipment.html7. http://www.tf.uni-kiel.de/matwis/amat/8. http://dssplab.karelia.ru/~yura/sbis/vlsi-tech-v2/sbis/mainfile.htm9. http://www.covalent.co.jp/eng/products/wafer/crystal.html10. http://www.semiconductor-manufacturing.net/Semiconductor-News.htm11. http://www.techfak.uni-kiel.de/matwis/amat/elmat_en/index.html12. http://siliconghk.narod.ru/18.